中国环境科学

作者：唐佳伟, 郭强, 刘兆峰, 李小端, 闫祖喻, 张锁, 李井峰, 张春晖, 何绪文

单位：1. 北京低碳清洁能源研究院, 煤炭开采水资源保护与利用全国重点实验室, 北京 102211;2. 神华新街能源有限责任公司, 内蒙古 鄂尔多斯 017200;3. 中国矿业大学(北京) 化学与环境工程学院, 北京 100083

关键词：导电陶瓷膜,含油废水,电化学,膜污染

基金：国家能源集团科技项目(GJNY-21-129)

构建了导电陶瓷膜(CCM)为阴极、钛钌铱电极为阳极的一体化电化学耦合膜反应系统,开展了电场辅助膜分离处理含油废水实验及膜污染减缓机制研究.结果表明,以喷雾热解-原位沉淀法制备的CCM电极表面稳定附着了Sb-SnO2导电涂层,膜表面平均粗糙度约为324nm,比改性前降低了32%.在-1.0V电化学条件下,CCM电极阻抗值约38 Ω·cm2,腐蚀电位为-0.36V,具备良好的电极稳定性和抗腐蚀性.在处理含油废水实验中,当施加电场强度为0.6~9.8V/cm时,CCM膜通量衰减幅度均表现出随电场强度增加膜通量衰减幅度逐步减缓的趋势.当电场强度达到4.2V/cm时,膜通量衰减速率逐步稳定,以水力反冲洗方式循环处理0.1g/L和0.5g/L的含油废水5次后,CCM膜通量较无电场条件可提高15%~17%,具备更长的膜应用周期.膜污染分析表征显示,CCM电极相比改性前具备更好的亲水性和表面电负性,在电场辅助膜分离过程中,与油滴(Zeta电位为-35.2~-16.7mV)会发生明显的斥力作用.膜污染堵塞模型揭示电场作用显著改善了膜污染的不可逆情况,可将膜污染过程由标准堵塞模型转化为完全堵塞模型,进一步证实了电场作用对减缓膜污染的支撑作用.

来源：2025年第12期

《中国环境科学》期刊编辑部

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